1.1 地球的宇宙环境 教学设计 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修第一册

课题 地球的宇宙环境 授课对象 高一 课标解读 运用资料，描述地球所处的宇宙环境 “运用资料”是行为条件，应使用各类天体的图片以及太阳系模式示意图等图文资料展开探究与学习。“描述”是行为动词，指学生可以用语言形象地描述地球的宇宙环境。 宏观上，地球的宇宙环境指地球在天体系统中处所的位置；微观上则指地球在太阳系中所处的位置，让学生认识到地球是一颗既普通又特殊的行星。 教材分析 本章是必修一的第一章第一节是高中地理学习的开篇，宇宙的神秘以及人类对浩瀚宇宙知识的强烈渴求，都很容易激发学生对地理产生学习兴趣。本节课是从“远处”对地球展开学习，分析地球上存在高级智慧生命的条件，而后面的章节则是从“近处”围绕为什么地球存在生命展开学习，如“地球的运动”、“地球上的大气”和“地球上的水”则分别论证了地球具有大气、液态水的条件及其对地球产生的影响。 因此，“宇宙中的地球”这一内容既是高中地理学习的开篇，也是后面章节内容学习的启下。 学情分析 高一学生之前没有对宇宙环境相关知识进行系统的学习，但在初中，已经学习了地球的形状、大小以及地球具有自转和公转两种运动形式，对地球有初步了解。 该节内容涉及较多的天文知识，较为抽象，对学生的认知水平要求较高，因此应通过教师引导，培养学生的科学探究精神和能力。 教学目标 （1）通过观看各类天体图片能准确判断各类天体类型、能运用思维导图等形式说明天体系统层级及地球在其中的位置（区域认知、综合思维） （2）在分析地球在宇宙中的位置过程中，借助各类天体系统半径等数据资料让学生感受不同天体系统的空间尺度差异，培养学生尺度思维。 （综合思维、地理实践力） （3）结合太阳系八大行星公转轨道数据等归纳太阳系中八大行星绕日公转的运动特征，分析地球上存在高级智慧生命的原因。培养学生提取、整合地理数据的能力。 （地理实践力、人地协调观） 重难点 教学重点：地球在宇宙中的位置、地球上存在生命的条件 教学难点：地球上存在生命的条件 设计思路 本课以“暗淡的蓝点”真实宇宙情境导入，围绕“地球在宇宙中处于怎样的位置？这个位置为什么能够孕育生命？”这一核心科学问题展开。采用问题式教学，将大问题分解为三个递进子问题，引导学生经历发现问题、分析资料、构建模型、解释现象的科学探究过程。在探究地球宇宙位置的过程中，引入科学研究中的尺度思维和层级定位方法，帮助学生建立空间尺度观；进一步从地球的位置特征分析其存在生命的条件，实现从“描述宇宙环境”到“解释地球特殊性”的认知提升，培养学生科学思维和综合思维。 教学方法 本课采用情境教学法、资料分析法、问题探究法和模型建构法。 教学过程 情景启思 旅行者 1 号在距地球约 60 亿千米处回望，拍下"暗淡的蓝点"——我们的全部文明只在这一个像素上。这张照片叫"暗淡的蓝点"。1990 年旅行者 1 号在 60 亿千米外回头拍摄，地球只占 0.12 个像素。我们的城市、战争、诗歌，都在这个小点上。可以看到，在浩瀚无垠的宇宙之中，地球渺小得如同沧海一粟，但又是太阳系唯一存在生命的星球。你有什么样的感受呢？ （中华社P10） （教材上随便找张星空图片） 【教师追问】同学们，在地理学乃至所有科学研究当中，发现、提出有价值的科学问题，是开展研究最重要的第一步。因此面对这颗既普通又特殊的地球，大家能不能试着提出一个值得探究的科学问题？大家可以上传到我们的课堂讨论区。 【过渡】 我们看到讨论区里涌现出许许多多各式各样的疑问，这正是科学探究的起点。但是科学问题不能浅而分散，接下来，我们借助AI工具，对大家提交的所有问题进行归纳提炼，帮我们把零散的想法，汇聚成一个本质的核心科学问题。 核心科学问题 地球在宇宙中处于怎样的位置？这个"暗淡的蓝点"为什么能孕育生命？ 子问题一 我们住在哪一级天体系统里？家族成员有哪些？ 师：在科学研究中，需要证据支撑结论，结论要能够呈现出来，接下来，请大家结合教材中的图文材料，绘制天体系统层级示意图，并说出地球存在于哪个层级之中。 （3分钟并下去指导，可以备好学生的画作展示，边讲边写板书） 师：我们通过绘图，了解了地球在宇宙中的层级，那该如何准确的描述地球在宇宙中的问题呢？让我们探究第二个子问题。 生：绘制版本大致一下两种，地球位于地月系中。 设计意图 （1）通过天体图片和图文资料，引导学生从具体天体关系入手，认识天体系统的层级结构，培养学生从资料中提取信息、建立空间关系的能力。 （2）引导学生绘制天体系统层级示意图，将零散的天文知识转化为结构化认识，初步形成从局部到整体的科学认识方法。 子问题二 如何描述地球在宇宙中的位置？ 师：在探究这个问题之前，老师教大家一个科学研究中常用的方法，层级定位法，从宏观到微观，从大尺度逐步向小尺度描述的方法地理位置的方法。 （2分钟） 接下来请大家小组讨论，为地球写一个详细的地址。 小组讨论，教师点拨后得出：在137亿光年的的宇宙中，存在着直径约10万光年的银河系，在距离银河系中心约2.6万光年存在着一个太阳系，地球距离太阳约为1.5亿千米，是距离太阳的第三颗行星。 设计意图 （1）引入科学研究中的“尺度定位法”，引导学生从宏观宇宙尺度逐级定位地球位置，培养学生运用空间尺度认识地理事物的思维方式。 （2）通过“为地球写一份宇宙地址”的任务，引导学生综合运用资料进行空间描述，实现由知识记忆向科学表达的转变。 子问题三 这个”位置“为什么能孕育生命？ 师：【过渡】在浩大的宇宙中，大家已经精准的定位到了地球的位置，那这个”位置“为什么能孕育生命？想要解决这个问题，我们要从以下两个方面来解决： 1.地球在太阳系里的"座位"有什么特征？（普通性） 【教师追问】 看表 1.2，八大行星的轨道倾角和偏心率有什么共同点？ （人教版P6） 【教师提升】 这就是"同向性、共面性、近圆性"。它意味着什么？意味着八大行星"各行其道、互不干扰"，地球拥有一个相对安全的宇宙环境。（板书） 2.这个“座位：为什么能让地球存在生命？（特殊性） 【过渡语】 地球的”座位“在太阳系中好像非常普通，但是，八兄弟里只有地球有高级智慧生命。读表，结合教材探究其原因。 【教师追问】 如果地球离太阳再近一点，会怎样？ 【学生预设】 温度太高，水会蒸发，像金星一样。 【教师追问】 如果地球体积和质量再小一点呢？ 【学生预设】 引力太小，大气会跑掉，像月球一样留不住大气。 【教师提升】 所以，"为什么有生命"的答案，其实就藏在刚才描述的"座位"里——位置决定了温度，质量决定了大气，轨道决定了安全。这就是描述宇宙环境的终极意义：描述，是为了解释。 【学生预设】 轨道倾角都很小，偏心率也很小，说明轨道几乎在同一平面上，接近圆形。 【学生预设】 1 日地距离适中→地表温度适宜→存在液态水；② 地球的体积和质量适中→引力适中→能吸引住大气层； ③ 公转轨道安全，各行其道。 (鲁教版P9） 设计意图 （1）通过分析太阳系八大行星轨道特征及地球自身条件，引导学生利用资料寻找证据，解释地球存在生命的特殊原因，培养科学探究和综合分析能力。 （2）引导学生认识地球位置、运动特征与生命存在条件之间的联系，实现从“描述地球在哪里”到“解释为什么特殊”的思维提升，深化人地协调观。 总结与升华迁移 （鲁教版P6） 知道地球在宇宙中的位置，教给我们的，不只是几个名词，而是一种“空间尺度思维”——把地球放到越来越大的宇宙尺度中去看，越大的尺度越能让我们理解自己的位置，也越能明白为什么地球如此珍贵。下课。 学科网（北京）股份有限公司 $